Hardware-in-the-Loop - ein wichtiger Bestandteil des Entwicklungsprozesses für elektronische Systeme im Kraftfahrzeug

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Hardware-in-the-Loop - ein wichtiger Bestandteil des Entwicklungsprozesses für elektronische Systeme im Kraftfahrzeug

Frey, G. / Schmitfranz, B.

Im Kraftfahrzeug werden neue Funktionen zunehmend durch die Elektronik realisiert und substituieren immer mehr die Komponenten aus den Hydraulik- und Mechanikdisziplinen. Zusätzliche Freiheitsgrade, bedingt durch die Informationsverarbeitung im Steuergerät, erhöhen die Komplexität des Gesamtsystems. Damit steigen natürlich auch die Anforderungen im Testbereich. Im Beitrag wird am Beispiel einer Getriebeelektronik aufgezeigt, wie ein HL-Simulator (Hardware-in-the-Loop) Anwendungs- und Umgebungsmodell mit dem idealen Steuergerät in einer verteilten Rechnerarchitektur in geeigneter Weise verknüpft wird. Die Grundlage dazu bildet ein Simulationsbus, der über ein spezifisches, echtzeitfähiges TCP/IP-Protokoll (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) die notwendigen Teilnehmer zu einer virtuellen Testumgebung integriert. In dieser HL-Umgebung kann das Zusammenwirken aller Komponenten in ihrem Gesamtsystem-Verhalten untersucht und optimiert werden. Der HL-Einsatz steigert in einer sehr frühen Entwicklungsphase die Qualität des Produktes. Das funktionale Verhalten läßt sich hier bereits ohne Erprobungsträger verifizieren. Sind zwischen dem Istverhalten und dem Sollverhalten Unterschiede festzustellen, kann das funktionale Verhalten unmittelbar geändert werden. Neben den kurzen Iterationszyklen bei Entwicklungsprozeß unterstützt die HL-Werkzeugarchitektur das 'Concurrent Engineering', was zu einer weiteren Reduktion der Entwicklungszeiten führt. Die Robustheit des Systems läßt sich in der Simulation durch eine Parametervariation der Regelstrecke nachweisen. Besonders vorteilhaft ist auch der Integrationstest, hierbei wird die gegenseitige Beeinflussung der Steuergeräte unterschiedlicher Hersteller untersucht. Über die Fehlersimulationseinheit lassen sich z.B. die Sensorsignale stören oder Error Frames auf das Datenbussystem senden. Damit können Sicherheitskonzepte in der Simulationsumgebung überprüft werden.